Umweltbewertung von Stahl neue Ökobilanz berücksichtigt Multirecycling des Werkstoffs

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1 Umweltbewertung von Stahl neue Ökobilanz berücksichtigt Multirecycling des Werkstoffs Environmental evaluation of steel advanced life cycle assessment considers multiple recycling of steel Die mit der Produktion von Werkstoffen und Erzeugnissen verbundenen Auswirkungen auf Mensch und Umwelt gewinnen immer mehr an Bedeutung. Die Stahlindustrie ist schon seit Langem im Bereich Ökobilanzen aktiv. In einem gemeinsamen Projekt von TU Berlin und Stahl-Zentrum wurde eine Methode zur Erstellung eines Umweltprofils von Stahl entwickelt, die das prinzipiell unendliche Recyclingpotenzial von Stahl ganzheitlich berücksichtigt. Das Projekt hatte eine materialpoolorientierte Bewertung des Werkstoffes Stahl im Rahmen der Ökobilanz zum Ziel, die die beiden wesentlichen Routen der Stahlherstellung die Hochofenroute und die Elektroofenroute gemeinsam abbildet. Explizit wurde die Methode auf eine Weise entwickelt, die eine Übertragung auf andere Werkstoffe neben Stahl erlaubt. Sabrina Neugebauer, Matthias Finkbeiner, Wolfgang Volkhausen, Stefan Mecke und Gerhard Endemann Impacts on humans and ecosystems caused by the production of materials and goods are often discussed in nowadays society and policy. The steel industry already implemented several case studies in life cycle assessment. In this connection a new method to assess the environmental profile of steel has been developed in cooperation of TU Berlin and Stahl-Zentrum, which considers the infinite recyclability of steel in a holistic manner. The project aimed on a material pool based evaluation of the material. Within the life cycle assessment model, the two main production routes for steel the blast furnace route and the electric arc furnace route are covered and equally modelled. The method has been explicitly developed in a way that allows its transfer and application to other materials, too. Foto: Tobias Aldenhoff N achhaltigkeit und Ressourceneffizienz sind die Herausforderungen unserer Zeit. Bei gleichrangiger Betrachtung von Ökologie, Ökonomie und gesellschaftlich-sozialen Aspekten geht es maßgeblich darum, die vorhandenen Ressourcen so einzusetzen, dass sie auch späteren Generationen noch zur Verfügung stehen. Stahl ist der weltweit mit Abstand am häufigsten verwendete industrielle Basiswerkstoff. Bei der Steigerung der Ressourceneffizienz kommt Stahl eine besondere Bedeutung zu. Einerseits bildet er als Werkstoff die Basis für Infrastrukturen und industrielle Produktion, da moderne Stahlwerkstoffe helfen, neue leistungsstärkere und effizientere Produkte herzustellen. Sie sind damit für jede moderne Gesellschaft unverzichtbar. Andererseits ist Stahl unvergänglich und nahezu uneingeschränkt recycelbar. Er kann nach der Nutzungs- Stahlschrott Rohstoff für unendliches Recycling Steel scrap raw material for infinite recycling 49

2 TECHNIK + TRENDS phase aus Produkten zurückgewonnen und nach dem Recycling in neuen Anwendungen wieder eingesetzt werden. Dadurch werden wertvolle Ressourcen zurückgewonnen, was auch zur Sicherung der Werkstoff basis von morgen beiträgt. Dies wird zusätzlich dadurch begünstigt, dass während des Recyclingprozesses keine Qualitätsverluste auftreten, was sich wiederum positiv im Hinblick auf die Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeit auswirkt [1]. Bisher übliche Ökobilanzen berücksichtigen diesen besonderen Sachverhalt nicht oder nur unzureichend. Mit dem Ziel, das Recycling von Stahl auch innerhalb der Ökobilanzmethodik adäquat abzubilden, wurde eine Studie zur Methodenentwicklung von der TU Berlin in Kooperation mit dem Stahl-Zentrum durchgeführt. Die Modellierung von Recyclingprozessen in Ökobilanzen ist dabei nicht trivial, da die internationalen Standards für Ökobilanzen in diesem Zusammenhang zwar einige Eckpunkte setzen, gerade hinsichtlich des Recycling aber nicht eindeutig sind. Ökobilanzen zur Umweltbewertung von Produkten und Materialien Sollen Stoffe und Erzeugnisse aufgrund ihrer Umweltwirkung bewertet werden, ist die Methode der Ökobilanz nach ISO und [2] eines der gängigsten und ganzheitlichsten Verfahren. Sie bemisst die Umweltauswirkungen, die im Zusammenhang mit den Produktions- und Recyclingprozessen des Erzeugnisses oder Stoffes stehen. Dazu werden Größen wie Energie- und Wasserverbrauch sowie benötigte Rohmaterialien und Emissionen über den gesamten Lebensweg bilanziert. In die Betrachtung werden folglich alle Phasen eines Lebenszyklus eingeschlossen, angefangen bei der Rohmaterialgewin- 1 Produktlebenszyklus in Ökobilanz (beispielhaft) Life cycle of a product in life cycle assessment (exemplary) 50 nung über die Herstellung und die Nutzungsphase bis hin zur Entsorgung oder der Zuführung zu einem Recyclingprozess [3], Bild 1. Im Falle von Stahl bedeutet das: Betrachtung vom Abbau des Eisenerzes über die Herstellung eines Produktes (z. B. Auto) und seiner Nutzung bis hin zum Stahlrecycling. Im Ökobilanzmodell werden die einzelnen Phasen zumeist mithilfe einer Software zur ganzheitlichen Bilanzierung (z. B. GaBi 4.3 von der Fa. PE International) im Detail abgebildet, Bild 2. Dadurch wird eine genaue Zuordnung der Umweltauswirkungen zu den einzelnen Lebenswegphasen ermöglicht. Die Auswertung erfolgt anhand von sogenannten Wirkungskategorien. Eine der bekanntesten Wirkungskategorien ist das Treibhauspotenzial, das auch als Carbon Footprint bezeichnet wird. Hier wird angegeben, welche Menge an Treibhausgasen über den gesamten Lebenszyklus eines Produktes emittiert wird. Die internationalen Standards ISO und [2] geben eine klare Struktur für den Auf bau und die Durchführung einer Ökobilanzstudie vor, Bild 3, erlauben jedoch bei der Bewertung von Recyclingprozessen und Sekundärmaterialien verschiedene Möglichkeiten der Berechnung. Insbesondere beim Recycling von Stoffen muss die Zuordnung der Umweltlasten angemessen erfolgen, da hier der Lebensweg eines Materials nicht mit seiner Entsorgung endet. Mit dem Recycling der Stoffe beginnt ein neuer Lebenszyklus, der ebenfalls in der Bilanzierung berücksichtigt werden muss. Im Falle von Stahl verlängert sich der Betrachtungszeitraum nicht nur um einen, sondern um mehrere Lebenszyklen, da Stahl immer wieder recycelt wird. Hierdurch stellt sich besonders die Frage der Aufteilung der primären Umweltlasten. Primäre Umweltlasten entstehen bei der Produktion des Primärmaterials, also z. B. Stahl, der über die Hochofenroute hergestellt wird. Dabei geht es nicht alleine um eine Zuordnungsproblematik, sondern auch um die Schaffung von Anreizen, Sekundärmaterialien einzusetzen und Recyclingkreisläufe zu optimieren. Die Einbeziehung von Recyclingprozessen in Ökobilanzstudien und die Art, wie dies geschieht, haben folglich einen starken Einfluss auf das Ergebnis einer Ökobilanzstudie. Je nach Verteilung der Umweltlasten auf die einzelnen Lebenszyklen können unterschiedliche Methoden zu stark variierenden Ergebnissen führen. Aufgrund der breit gefächerten Stakeholderinteressen hat sich daher bislang kein international akzeptierter Ansatz durchgesetzt. In der Praxis werden bisher am häufigsten die Ansätze Prinzip der ersten Verantwortung (recycled content approach) und Prinzip der letzten Verantwortung (end of life recycling approach) angewendet. Im ersten Ansatz werden dem Hersteller des Primärmaterials alle entstandenen Umweltlasten zugeordnet. Die nachfolgenden Lebenszyklen tragen folglich nur noch die Lasten, die zur Auf bereitung des Werkstoffes nötig sind. Das Sekundärmaterial wird als vorlastenfrei angesehen, sodass ein Anreiz geschaffen wird, Recyclingmaterialien einzusetzen. Im zweiten

3 2 Hochofenroute, modelliert mit der Software GaBi 4.3 (Übersicht; unterschiedliche Farben stehen für verschiedene Stoffströme) Blast furnace route modelled by GaBi 4.3 (overview, different colours represent different material flows) Ansatz wiederum werden alle primären Umweltauswirkungen dem letzten Lebenszyklus zugeordnet. Dies ist der Hersteller, der das Material anschließend nicht weiter recycelt. Dementsprechend ist hier der Anreiz hoch, Materialien erneut zu recyceln und so weitere Lebenszyklen zu ermöglichen. Die Folge ist eine große Varianz der Ergebnisse für jeden einzelnen Lebenszyklus [4], was auch aus Bild 4 ersichtlich ist. Daneben wurden zahlreiche weitere wissenschaftliche Ansätze entwickelt, die sich aber letzten Endes nicht durchgesetzt haben [5]. Die vorgenannten Bilanzmodelle haben konkrete Auswirkungen auf Verhandlungen mit Kunden der Stahlindustrie. Insbesondere im Verpackungs- und Automobilbereich taucht häufig die Frage auf, wie hoch der Rezyklatanteil an der Flachstahlerzeugung ist (recycled content approach) oder ob Flachstahlprodukte zum selben Produkt recycelt werden können. Solche Fragestellungen führen zwangsläufig zu Fehlinterpretationen, da bekanntlich einerseits der Schrottanteil im Oxygenstahlverfahren verfahrenstechnisch begrenzt ist und andererseits Stahl prinzipiell zu 100 % recycelbar ist [6]. Bedeutsam ist aber, dass es erstens für die Umwelt keinen Unterschied macht, wo Sekundärrohstoffe eingesetzt werden solange sie recycelt werden und zweitens nur so viel Sekundärmaterial verwendet werden kann, wie zur Verfügung steht. An dieser Stelle setzt die gemeinsame Studie der TU Berlin und des Stahl-Zentrums an, die sich zum Ziel gesetzt hat, ein Ökobilanzmodell für den Werkstoff Stahl zu entwickeln, in dem (mehrfache) Recyclingprozesse angemessen und unabhängig von Produkten oder Erzeugungsrouten berücksichtigt werden. Eine realitätsferne Verschiebung von Umweltlasten zwischen Primär- und Sekundärmaterialien soll vermieden werden und vielmehr der tatsächliche Materialmix abgebildet werden. Als Basis dafür dient ein detailliertes Ökobilanzmodell, das Primär- und Sekundärstahlerzeugung vereint und auf Basis deutscher Herstellerdaten für die Hochofen- und Elektroofenroute erstellt wurde. Ökobilanzmodell für den Werkstoff Stahl 3 Phasen der Ökobilanz nach ISO [11] Phases of a life cylce assessment according to ISO [11] Innerhalb des Ökobilanzmodells werden zunächst solche Umweltwirkungen quantifiziert, die sich im Rahmen der Herstellung und Entsorgung des Werkstoffes Stahl ergeben. Die Nutzungsphase wurde bewusst von der Betrachtung ausgeklammert, da sie für den Werkstoff Stahl je nach Einsatzfeld sehr stark variieren kann und mithin stark produktabhängig ist. Der Fokus lag auf einer rein materialbezogenen 51

4 TECHNIK + TRENDS Betrachtung der Herstellung von Stahl über mehrere Lebenszyklen mit dem Ziel, ein Umweltprofil für den Werkstoff Stahl zu erstellen. Dabei wurde die Stahlproduktion insgesamt betrachtet, d. h. die Produktion über die Hochofenroute (HO-Route) und die über die Elektroofenroute (EO-Route). Diese beiden genannten Produktionsrouten dominieren die Stahlproduktion in Deutschland und Europa [7]. Der erzeugte Stahl wird in einem übergreifenden Materialpool zusammengefasst, der als Rohstoffquelle für die erneute Stahlerzeugung angesehen werden kann. In das Ökobilanzmodell wurden alle Teilprozesse der Stahlherstellung eingeschlossen, sowohl für die HO- als auch für die EO-Route. Diese umfassen für die HO-Route den Koksofen, die Sinteranlage, den Hochofen, das Oxygenstahlwerk (den Konverter), das Warmwalzwerk sowie die notwendigen Prozesse zur Energiebereitstellung, Bild 2. Die EO-Route setzt sich aus dem Stahlwerk und der angeschlossenen Stranggießanlage sowie den Warmwalzwerken zusammen. Alle Verarbeitungsprozesse wurden, basierend auf Primärdaten, die die beiden Produktionsrouten ab- 4 Beispielhafte Darstellung des Prinzips der ersten und letzten Verantwortung Exemplary illustration of the principle of first and last responsibility 52 decken, modelliert und anhand einer bestehenden Datenbasis auf Konsistenz überprüft. Somit wird eine hohe Qualität der verwendeten Daten sichergestellt. Die Modellierung umfasst sowohl die prozessspezifischen Verarbeitungsvorgänge als auch die benötigten Rohstoffe und Zwischenprodukte sowie die notwendigen Energieflüsse. Weiter werden die Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Produktionsschritten, z. B. die geschlossene Kreislaufführung der Prozessgase, in der Modellierung berücksichtigt. Die im Rahmen des Prozesses entstehenden Koppelprodukte (z. B. Schlacke und Schwefel) wurden ebenfalls im Modell berücksichtigt. Sie werden neben dem eigentlichen Hauptprodukt Stahl erzeugt und ressourcenschonend genutzt. Hüttensand beispielsweise kann zur Zementherstellung oder als Betonsubstitut eingesetzt werden, sodass dort natürliche Rohstoffe eingespart werden. Für die eingesparten Primärproduktionsrouten wird eine Gutschrift gemäß dem Ansatz nach World Steel Association vergeben [8]. Innerhalb der Auswertung werden alle wesentlichen Energie- und Materialflüsse quantifiziert, d. h. sowohl die Materialentnahme aus der Umwelt als auch die Emissionen in Luft, Wasser und Boden werden berücksichtigt. Berücksichtigung der Recyclingprozesse und Multi-Recycling-Ansatz. Dank geschlossener Kreislaufführung und moderner Recyclingtechnologien innerhalb des Stahlherstellungszyklus werden sowohl Pre- als auch Post-Consumer-Schrotte, also Schrotte aus den Stahlverarbeitungsprozessen bzw. Schrotte aus dem Recycling von gebrauchten Erzeugnissen, in hohem Maße zurückgewonnen. Eine klare Unterscheidung von Primär- und Sekundärmaterial im Zusammenhang mit dem Werkstoff Stahl scheint jedoch schwierig bis unmöglich. In jedem Stahl, der über die primäre HO-Route produziert wird, ist auch anteilig Stahlschrott enthalten. Dieser wird im Oxygenstahlwerk als Kühlschrott zugegeben. Gleichzeitig wird innerhalb der sekundären EORoute neben Stahlschrott auch Eisenschwamm (auch bezeichnet als Direct Reduced Iron, DRI) verarbeitet Aus dem Blickwinkel des Recyclings verwischen somit die Grenzen zwischen den beiden Routen [9]. Unabhängig von der Erzeugungsroute spart das Recycling den Einsatz von Primärrohstoffen. Nur weil die Nachfragemengen (Stahlbedarf) die Angebotsmengen an Stahlschrott bei weitem übersteigen, ist der Materialkreislauf mengenmäßig nicht geschlossen [7]. Um eine möglichst realitätsnahe Situation abzubilden, wurde bei der Einbeziehung der Recyclingprozesse von der klassischen Betrachtungsweise aus Produktsicht Abstand genommen. Bei der Produktsicht besteht generell die Gefahr, einen Abschnitt des Lebensweges zu bevorteilen. Basis der hier verwendeten neuen Methode ist eine Materialpoolbetrachtung des Werkstoffs Stahl, Bild 5, also eine gleichzeitige Berücksichtigung beider relevanten

5 Produktionsrouten. Dabei gilt die Voraussetzung, dass Stahl beliebig oft recycelbar ist und auch nach mehreren Lebenszyklen noch zu allen Stahlprodukten verarbeitet werden kann. Davon ausgehend wird für den Multi-Recycling-Ansatz (MRA) angenommen, dass eine Tonne Warmband über die HO-Route produziert und wiederholt über die EO-Route recycelt wird, Bild 6. Somit wird die strittige Frage der Zuordnung von Umweltlasten (erste oder letzte Verantwortung) vermieden. Es werden stattdessen die Umweltlasten über die durchlaufenen Lebenszyklen aufaddiert und dann gleichmäßig auf alle Lebenszyklen verteilt. Das bedeutet faktisch, dass die Ergebnisse einen Wert zwischen den beiden Produktionsrouten darstellen und dass die Gesamtumweltlast mit zunehmender Lebenszykluszahl abnimmt, da der Einfluss der Primärproduktion (inklusive Vorprozessen zur Rohstoffgewinnung) immer geringer wird. Unter Berücksichtigung von Studien zur Lebensdauer von Stahlprodukten die Lebensdauer von Stahlprodukten kann aufgrund der vielschichtigen Anwendungsgebiete sehr stark variieren, z. B. zwischen Konservendose und Stahlträger, wird von einer durchschnittlichen Lebensdauer eines Stahlproduktes von 16 Jahren ausgegangen [10]. Geht man weiter von einem in der Ökobilanz üblichen Betrachtungsrahmen von 100 Jahren aus, folgt daraus, dass die Zahl der betrachteten Lebenszyklen auf sechs festgelegt werden sollte. Dabei wird die Hochofenroute einmal durchlaufen und die Elektroofenroute fünfmal. Am Ende jedes Lebenszyklus werden die auftretenden Lebensweg- und Recyclingverluste über einen konservativen Ansatz berücksichtigt. Es wird ein Gesamtumweltprofil für den Werkstoff Stahl ermittelt. Dieses Gesamtprofil wird anteilig den sechs Lebenszyklen zugerechnet, d. h., jedem Lebenszyklus werden die gleichen Lasten zugeordnet. Somit wird eine Übervorteilung der einen oder anderen Produktionsweise vermieden und ein ganzheitliches Werkstoffprofil erstellt, das sich an den tatsächlichen Rahmenbedingungen orientiert. Der entwickelte Ansatz wurde über ein externes Panel, das sich sowohl aus Experten auf Ökobilanzseite als auch Materialseite zusammensetzte, einer kritischen Prüfung nach ISO [11] unterzogen, um die getroffenen Annahmen abzusichern und zu untermauern. Unter Leitung von Prof. Dr. W. Klöpffer (Editor-in-chief, Int. Journal of Life Cycle Assessment) gehörten dem Panel Prof. R. K. Rosenbaum (Technical University of Denmark) und Dr. M. Buchert (Ökoinstitut e. V.) an. Alle drei Prüfer haben bestätigt, dass es sich um einen validen, ISO-konformen Ansatz zur Bewertung von Werkstoffen handelt [12; 13]. Berücksichtigung der inhärenten Eigenschaften. Der Multi-Recycling-Ansatz wurde unter der Annahme entwickelt, dass während des Recyclings keine Qualitätsverluste auftreten, das heißt, aus einem Stahlprodukt kann wieder ein beliebiges Stahlprodukt hergestellt werden. Nur so kann von einem 5 Materialpoolbetrachtung des Werkstoffs Stahl (Quelle: worldsteel.org) Material pool-based view of the material steel (source: worldsteel.org) 6 Vereinfachte Darstellung des Stahlherstellungskreislaufs bei mehrfachem Stahlrecycling Simplified illustration of the steelmaking circuit for multiple recycling of steel endlosen oder mehrfachen Recycling ausgegangen werden. Zur Prüfung dieser Annahme wurde ein Prüfschema entwickelt, mit dem der Erhalt der inhärenten Eigenschaften (inhärent = innewohnend, von innen kommend) nachgewiesen werden kann. Es handelt sich hierbei um ein Excel-basiertes Janein-Schema, anhand dessen überprüft wird, ob das Material für ein mehrfaches Recycling geeignet ist. Die Prüfstellen setzen an Punkten innerhalb des Werkstoff herstellungsprozesses an, beispielhaft sind 53

6 TECHNIK + TRENDS einige Prüfschritte in Bild 7 dargestellt. Eine wichtige Voraussetzung zur Anwendung des Multi-RecyclingAnsatzes ist demnach, ob ein Sekundärrohstoff überhaupt geeignet ist, einem Recyclingprozess zugeführt zu werden. Für Stahl ist dieses Kriterium ebenso wie die weiteren Prüf kriterien erfüllt, somit kann der MRA für den Werkstoff Stahl angewendet werden. Alle für die Prüfung notwendigen Daten sind bereits für das Ökobilanzmodell erforderlich, sodass keine zusätzliche Datenerhebung erfolgen muss. Umweltbewertung von Stahl Die besondere Eigenschaft von Stahl, dass er immer wieder recycelt werden kann, ohne seine inhärenten Eigenschaften einzubüßen, konnte anhand des neu entwickelten Prüfschemas nachgewiesen werden. Ausschlaggebend hierfür sind, dass Sekundär - und Primär -Stahl technisch gleichwertig sind, Stähle sich prinzipiell über verschiedene Routen herstellen lassen, Stahlschrott für die Stahlherstellung gleichwertig mit Primärrohstoffen wie Erz ist, Sekundär -Stahl für alle Werkstoffe ohne Einschränkung einsetzbar ist und die Einhaltung von Werkstoffnormen von Herstellungsverfahren unabhängig ist. Der MRA ermöglicht eine ganzheitliche Bewertung von Umweltwirkungen, die sich im gesamten Lebenszyklus des Werkstoffes Stahl ergeben. Obwohl theoretisch unendlich viele Lebenszyklen angesetzt werden könnten, wurde die Anzahl der betrachteten Zyklen konservativ begrenzt. Dies hat zweierlei Gründe. Zum einen variieren die Lebensdauern von Stahlprodukten stark, zum anderen treten in jedem Lebenszyklus geringe Verluste auf, z. B. durch Materialflüsse, die dem betrachteten Markt und/oder dem hiesigen Recycling-/Materialpool nicht mehr zur Verfügung stehen (z. B. Rost, unvollständige Schrotterfassung, Produkt- und Schrottexporte). Die Bilder 8 und 9 geben die berechneten Ergebnisse, bezogen auf warmgewalzten Stahl, wieder. In Bild 8 werden die Ergebnisse der beiden Routen dem Ergebnis des MRA gegenübergestellt, beispielhaft verdeutlicht am Treibhauspotenzial, klassisch ausgewiesen als CO2-Äquivalente. Bild 9 zeigt den Einfluss einer zunehmenden Lebenszykluszahl auf das Gesamtergebnis des MRA und verdeutlicht die Aufteilung der Umweltlasten pro Lebenszyklus, ebenfalls am Beispiel des Treibhauspotenzials (Global Warming Potential, GWP). Es wird deutlich, dass jeder Lebenszyklus die gleichen Lasten trägt. Damit wird nachgewiesen, dass sich die Umweltauswirkungen von Stahl mit jedem neuen Kreislauf verringern. Mit diesem Ansatz errechnet sich das Treibhauspotenzial langfristig, d. h. über sechs Lebenszyklen betrachtet, auf unter 1 t CO2-Äquivalente pro Tonne warmgewalzten Stahls. Gegenüber der Primärstahlerzeugung ohne Recycling beträgt das reale Treibhauspotenzial damit nur rd. 60 %. Auch die Emissionen an CO, SO2 und NOx, der kumulierte Energieaufwand (KEA) und der abiotische fossile Ressourcenverbrauch (Abiotic Depletion fossil, ADP (f)) fallen in der langfristigen Stahlnutzung gegenüber der reinen Primärproduktion zwischen 35 und 75 % geringer aus. Die Ergebnisse für den elementaren Ressourcenverbrauch (ADP (e)) fallen verfahrensbedingt genau gegenteilig aus, da die Umweltlasten der Elektroofenroute höhere Werte aufweisen, was z. B. mit bestimmten Einsatzstoffen im Elektrostahlwerk begründet wird. Fazit Mit der hier vorgestellten weiterentwickelten Ökobilanzmethode ist es möglich, den Lebensweg eines Materials im Hinblick auf seine Umweltauswirkungen über mehrere Lebenszyklen abzubilden. Der Multi-Recycling-Ansatz (MRA) gibt die Möglichkeit, ein Umweltprofil zu erstellen, in dem auch Recyclingprozesse angemessen berücksichtigt werden. Durch Betrachtung des gesamten Materialpools 7 Vereinfachtes Bewertungsschema Simplified evaluation scheme 54

7 werden subjektive Werthaltungen umgangen. Das Modell spiegelt somit die tatsächliche Situation der Stahlherstellung und des Stahlrecyclings wider. Der Ansatz ist ohne Probleme auf weitere Werkstoffe neben Stahl übertragbar, sofern das entsprechende Sekundärmaterial einem Materialpool zugeführt werden kann und sich für ein Recycling ohne Qualitätsminderung eignet. Die Eignung kann über das entwickelte Bewertungsschema zur Prüfung der inhärenten Eigenschaften festgestellt werden, um einen Qualitätsverlust auszuschließen und somit eine uneingeschränkte Recyclingfähigkeit zu gewährleisten. Für den Werkstoff Stahl konnte im Rahmen der Studie ein ganzheitliches Umweltprofil erstellt werden, das alle relevanten Größen der Stahlproduktion berücksichtigt und wichtige Punkte, wie Koppelprodukte und Recycling, nicht vernachlässigt. So beträgt das reale Treibhauspotenzial von Stahl nach dieser ganzheitlichen Bilanzmethode unter 1 t CO2-Äquivalente pro Tonne warmgewalzten Stahls und damit nur rd. 60 % gegenüber der einfachen Betrachtung der Primärstahlerzeugung ohne Berücksichtigung des Recyclings. Es wird deutlich, warum die Berücksichtigung der Recyclingprozesse und des gesamten Materialpools sinnvoll und notwendig ist, da weder Primär- noch Sekundärwerkstoffe im heutigen Marktumfeld für sich alleine stehen können und folglich auch nicht auf diese Weise modelliert werden sollten. 8 Ergebnisdarstellung des Multi-Recycling-Ansatzes (MRA) mit sechs Lebenszyklen im Vergleich zu Hochofen (HO)- und Elektroofenroute (EO) bezogen auf 1 t warmgewalzten Stahls Presentation of results for the multiple recycling approach (MRA) with six life cycles in comparison to blast furnace route (HO) and electric arc furnace route (EO) relating to 1 t hot rolled steel Präsentation der Studie anlässlich STAHL 2012 am Nov in Düsseldorf, Deutschland, und Methodenvorstellung innerhalb der LCA XII Konferenz am Sept in Tacoma, USA. Dipl. Wirtsch.-Ing. Sabrina Neugebauer, wiss. Mitarbeiterin; Prof. Dr. Matthias Finkbeiner, Inhaber des Lehrstuhls Sustainable Engineering, TU Berlin, Berlin; Dr.-Ing. Wolfgang Volkhausen, Direktionsbereich Umwelt- und Klimaschutz, Senior Manager Umweltschutz, ThyssenKrupp Steel Europe AG, Duisburg; Dr.-Ing. Stefan Mecke, Abt. Umweltschutzund Energiepolitik, Salzgitter AG, Salzgitter; Dipl.Ing. Gerhard Endemann, Leiter Geschäftsfeld Politik, Wirtschaftsvereinigung Stahl, Düsseldorf. 9 Ergebnisdarstellung des Multi-Recycling-Ansatzes bezogen auf 1 t warmgewalzten Stahls Presentation of results for the multiple recycling approach relating to 1 t hot rolled steel gerhard.endemann@vdeh.de LITER ATUR [1] Schamari, U.: stahl u. eisen 132 (2012) Nr. 12, S. 67/70. [2] Finkbeiner, M. et al.: The New International Standards for Life Cycle Assessment: ISO and ISO 14044, Int. Journal of Life Cycle Assessment 11 (2006), S. 80/85. [3] Klöpffer, W.; Grahl, B.: Ökobilanz (LCA), Verlag Wiley-VCH, Weinheim, [4] Frischknecht, R.: LCI modelling approaches applied on recycling of material in view of environmental sustainability, risk perception and eco-efficiency, Int. Journal of Life Cycle Assessment 15 (2010), S. 666/71. [5] Ekvall, T.; Tillman, A.-M.: Open-loop recycling: Criteria for allocation procedures, Int. Journal of Life Cycle Assessment 2 (1997), S. 155/62. [6] Volkhausen, W.: Methodische Beschreibung und Bewertung der umweltgerechten Gestaltung von Stahlwerkstoffen und Stahlerzeugnissen, TU Bergakademie Freiberg, 2003 (Diss.). [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] Dahlmann, P. et al.: Zur Bedeutung der Stahlwerksschlacke als Sekundärbaustoff und Rohstoffpotenzial, Recycling u. Rohstoffe (2012), S. 785/96. World Steel Association [Hrsg.]: World Steel Association Life Cycle Inventory Study for Steel Products, Brüssel, Belgien, Informationszentrum Stahl [Hrsg.]: Stahl Recycling Die Wege zum Stahl, 2010, Stand 15. März Daigo, I.: ISIJ Intern. 47 (2007) Nr. 7, S. 1065/69. ISO Umweltmanagement Ökobilanz Anforderungen und Anleitungen, DIN Deutsches Institut für Normung e.v, Berlin, Neugebauer, S.; Finkbeiner, M.: Ökobilanz nach ISO 14040/44 für das Multirecycling von Stahl, Finaler Abschlussbericht, TU Berlin, Berlin, Klöpffer, W.; Buchert, M.; Rosenbaum, R.: Bericht zur kritischen Prüfung Ökobilanz nach ISO 14040/44 für das Multirecycling von Stahl, Schlussbericht, Frankfurt, Darmstadt, Kopenhagen,